SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
v+a$Xh3Y~
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 YyOPgF] M
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： *|)a@V L
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） +ZH-'l
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： YbaaX{7^
FETCH 6 r)Q/YzXx*
PANT Dq=&K,5 ;
VLIST RAD 1 2 3 4 6 2tz%A ~}4
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH ^PwZP;On
VY 3 TH 20 3 >eX& HS oy
VY 5 TH }yQ&[Mt
VLIST GLM 1 3 W+HiH`Qb]
END +NIq}fZn9
ZL!,s#
AANT l&rS\TCkp
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION P#^-{;Bu
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL iuxI$
b1rW0}A
GNR .5 1 3 2 0 HEqTlnxUu
GNR .5 1 3 2 .5 )`,|| sQ
GNR .5 1 3 2 .7 +ucj>g1(#
GNR .5 1 3 2 1. ]=X6*
E*/E
GNR .5 1 2 1 0 -Ky<P<@ezm
GNR .5 1 2 3 0 R _# x
GNR .5 1 2 1 1 Be ~__pd
GNR .5 1 2 3 1 jA<(#lm;
END kV >[$6
b0 2V#m;Z
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS 'G] P09`*)
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES jb0wP01R
s
&4k
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： *\#/4_yB}
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 JONfN b+
VY 1 G 3 .h({ P#QT
VY 1 G 6 pe}mA}9U
VY 1 G 10 .bdp=vbA
GvAP
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： eBlWwUy*6f
SPECIAL SURFACE DATA |3LD"!rEx
______________________________________________________________________________ UC u0Xqf
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE ++9?LH4S4
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) IP?15l w
%}.4c8
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 MP/@Mf\<E
ADEF 1 PLOT. g`7C1&U*T
>(E C.ke
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 fL xGaOT
M 0 100 CLINK QR+xPY~
ADEF 1 !
qVuhad.
CD1 FILE 6 Y"{L&H `
= CD1 Dx)>`yJk$;
GG0H 3MSc
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 bEQy5AX
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 EF>vu+YK
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： DB~3(r? K
FINAL 5 8k ( zU>^
ABERRATION LIST /"+CH\)
E
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT /EIQMZuYp
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 r5RUgt
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 N>TmaUk
&nV/XLpG
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 T\ *#9a
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 ~mF^t7n]
- (dtAo6
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 tG7F!um(
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 =,B Dd$e
f]pHJVgFV
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 |D% O`[k+
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 V GY x(
f};RtRo2
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 L[s`8u<_)z
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 4W d
H!z
t !8(I R
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 vh$If0
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI 0&~ JC>S
BUFFER? <~ Dq8If
A _!N,< -
看看放在哪里。 |Q(3rcOrV"
BUFF? NR>&1aRbyb
Iq0[Kd0.j
The current FILE BUFFER contains }ed{8"bj
1 0.02051954 BEST FIT CV |C"zK
2 48.73404382 BEST FIT RD _v#Vf*#
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT WaPuJ 5;e
4 0.50763222 VOL. REMOVED Z<jC,r
5 0.00097815 PEAK DIFF. Y|l&mK?
6 0.00031781 RMS DIFF. <.Dg3RH
]+k]Gbty6
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ d[\$a4G+
SYNOPSYS AI>ASY O:]e4r,'
S`Xx('!/|
SPECIAL SURFACE DATA # ZC9=
______________________________________________________________________________ */APe #
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE &s(mbpV
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) Z,~PW#8 <&
[$DI!%e|
ADEF 1 PLOT 8DuD1hZq
XxY wBc'pc
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 zcy`8&{A<?
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 ]I clA6
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 :anR/
M 0 50 CLINK TFNB %|
ADEF 1 G@3Jw[t
CD1 FILE 5 N}ugI`:
= CD1 S^x?<kYQau
V"|`Z}XW
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 S-[ S?&c`
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES K]'t>:G @
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 kxLWk%V
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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